时空可数吗?证明时空的可数性,揭示一个深层次的宇宙问题


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我们都熟悉时空的概念 , 它是简单的三维空间(X、Y、Z)和一个时间维度 。 在视觉上 , 一个点可以像下面这样在时空中移动 , 这被称为参考系 。

  • 一个在时空中移动的参考系 。
所有这些参考系的合并创造了空间 , 而任何导致时间移动的因素都使这些参考系在时间中移动 。 空间和时间是不分开的 。 你移动得越快 , 相对于其他静止的人来说 , 你的时间就越慢 。 此外 , 当在一个方向上移动时 , 那么你就在那个方向上收缩了!这是很重要的 。 当空间收缩时 , 时间就会变慢来补偿它 。 我们想说明的是 , 时空是不可数的 。 让我们看看如何说明 。
数字?不可数是什么意思?为此 , 我们必须回到数字上来 。
自然数包括数字1、2、3、4、......
整数包括数字... -2 -1 0 1 2 ...
有理数包括数字2/3 , 6/8 , 1/2 , 等等 。
实数包括数轴上的每一个数字 。
  • 自然数N、整数Z、有理数Q和实数R的嵌套 。
函数?现在我们有了数字 , 让我们来看看函数 。 函数是一种虚构的机器 , 它从一个集合或空间中获取一些东西 , 并将其转换为另一个集合或空间中的其他东西 。
  • 一个任意的函数 。
我们要看的主要有三种类型的函数:单射式((one-to-one) , 满射式(onto) , 以及双射式(one-to-one & onto) 。 单射是指A中的每个元素只映射到B中的一个元素一次;满射意味着A映射到B的全部;双射意味着A映射到B的全部 , A中的每个元素只映射到B中的一个元素一次 。 从视觉上看 , 它看起来如下所示:
如果两个集合有相同数量的元素 , 那么这两个集合之间就会有一个双射的映射 。 例如 , 请看下面这张可爱的图片 。 左边有3只狗 , 右边有3只猫 。 如果我们把一只狗和每只猫只映射一次 , 就得到一个一对一的函数 。 此外 , 我们已经涵盖了所有三只猫 , 因此这个函数是满射的 。 由于它既是一一对应的 , 又是满射的 , 所以它是双射的 。 这使得我们可以提出以下命题 。
命题:当且仅当两个集合之间存在双射 , 则这两个集合具有相同数量的元素(即相等的基数) 。 我们记得这是一个“当且仅当”的命题 , 这意味着如果第一部分是真的 , 那么第二部分也是真的(反之亦然) 。 如果两个集合具有相等的基数 , 那么这两个集合之间就存在一个双射 。
可数性?有了这些 , 我们就具备了证明时空不可数所需的一切 。 首先 , 我们必须定义可数性是什么意思 。 假设有一些任意的集合 。 让我们称它为S(想象一个标有S的空圆 , 里面什么都没有) 。
集合 , S , 是:
有限集 , 如果它是空的 , 或者具有有限个数的元素 。
无限集:如果它不是有限集 。
此外 , 集合 , S , 是:
可数集 , 如果S具有与自然数相同的基数或数字元素 。
可列集 , 如果它是有限的或可数集 。
不可数集 , 如果它不是可数集 。
无穷大和可数性并不相互排斥 , 因为自然数可以达到无穷大 。 一个例子将有助于说明问题 。 让我们看看集合S , 这次我们用东西填满它 。 这个集合里有多少个橙子?
这个橙子集合是可数的 。 换句话说 , 我们可能做了以下的事情:
它看起来非常相似 , 我们只是给每个橙子分配了一个自然数 。 你会注意到的是 , 这是自然数和橙子之间的双射 。 因此 , 如果自然数和任何任意集合之间存在双射关系 , 那么这个任意集合就是可数的 。 这就是我们说某物是否可数的意思 。

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